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生物钟与植物的非生物胁迫信号响应

植物生理学报 2022年第1期58卷 13-20页

作者：袁力徐小冬省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室河南大学生命科学学院河南开封475004

生物钟系统通过多重转录-翻译反馈调控网络,感知环境中授时因子的周期性变化,产生分子、细胞、生理学水平的近24 h生物节律,与环境信号保持同步。为了应对复杂多变的环境,植物生物钟还可响应逆境信号,调控自身生长发育与胁迫耐受性之间... 详细信息

生物钟系统通过多重转录-翻译反馈调控网络,感知环境中授时因子的周期性变化,产生分子、细胞、生理学水平的近24 h生物节律,与环境信号保持同步。为了应对复杂多变的环境,植物生物钟还可响应逆境信号,调控自身生长发育与胁迫耐受性之间的平衡。近年来的研究表明,生物钟通过多个层面的分子调控机制参与植物非生物胁迫信号的应答,包括基因转录调控、m RNA前体的选择性剪接、蛋白修饰和稳定性、蛋白亚细胞定位和相分离、蛋白长距离运输等过程。本文综述了生物钟核心组分在拟南芥及大豆、水稻等作物中参与低温、高温、干旱、钠盐和矿质营养等非生物胁迫响应的研究进展,以期借助生物钟和近日节律相关研究为人类理解植物环境适应性及选育优良种质资源提供理论依据。

关键词：生物钟近日节律非生物胁迫环境适应

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生物入侵对黄河流域生态系统的影响及对策

生物多样性 2020年第12期28卷 1533-1545页

作者：殷万东吴明可田宝良于宏伟王麒云丁建清河南大学生命科学学院作物逆境适应与改良国家重点实验室河南开封475004

黄河流域健康的生态系统是沿黄地区生态保护和高质量发展的核心。然而,随着经济高速发展和人类活动增加,大量的外来生物传入并占据黄河流域生态位。这些外来生物在黄河流域的大肆扩繁给黄河流域本土生物和生态系统带来了严重威胁,甚至... 详细信息

黄河流域健康的生态系统是沿黄地区生态保护和高质量发展的核心。然而,随着经济高速发展和人类活动增加,大量的外来生物传入并占据黄河流域生态位。这些外来生物在黄河流域的大肆扩繁给黄河流域本土生物和生态系统带来了严重威胁,甚至严重影响人类健康。因此,研究黄河流域的外来生物入侵问题,并提出保护对策,对于黄河流域生态保护和高质量发展具有重大意义。本文主要从黄河流经九省区(包含黄河流域)外来入侵生物的传入特征、传播途径、种群动态、成灾机制以及入侵生物对黄河流域重要生物资源和生态系统的影响等方面进行综述,并提出了防控黄河流域生物入侵、保护黄河流域健康的生态系统的措施和对策。

关键词：黄河流域黄河九省区生物入侵生态系统生物多样性

海岛棉转录因子基因GbMYB60的克隆、表达及其抗逆性分析

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作物学报 2016年第9期42卷 1342-1351页

作者：高巍刘会利田新权张慧宋洁杨勇龙璐宋纯鹏河南大学生命科学学院/棉花生物学国家重点实验室/植物逆境生物学重点实验室河南开封475004

MYB转录因子是在真核生物细胞内广泛存在的一类转录因子蛋白,在植物的生长发育、代谢调节、抗病抗逆、以及激素介导的信号路径等方面都发挥着重要的作用。本研究从海岛棉品种海7124中克隆得到一个MYB转录因子基因,根据序列同源性和进化... 详细信息

MYB转录因子是在真核生物细胞内广泛存在的一类转录因子蛋白,在植物的生长发育、代谢调节、抗病抗逆、以及激素介导的信号路径等方面都发挥着重要的作用。本研究从海岛棉品种海7124中克隆得到一个MYB转录因子基因,根据序列同源性和进化分析,将其命名为GbMYB60。该基因序列长990 bp,编码一个36.9 k D的R2R3类MYB转录因子蛋白。GbMYB60蛋白被特异地定位于植物细胞核。GbMYB60基因的表达水平较低,在真叶中优势表达,根系中表达量最低。该基因受甘露醇、Na Cl、低温、高温等非生物逆境,以及脱落酸、乙烯利、茉莉酸甲酯和水杨酸等植物激素的诱导上调表达。利用病毒诱导的基因沉默技术在海岛棉中干涉GbMYB60发现,降低GbMYB60基因的表达水平,使棉花幼苗对高盐胁迫的耐受性降低;但GbMYB60干涉的植株在甘露醇溶液的处理下与对照植株并无显著的抗性差异。

关键词：棉花 MYB转录因子盐甘露醇非生物胁迫

拟南芥低叶绿素荧光LCF3基因的克隆与功能分析

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作物学报 2016年第5期42卷 690-695页

作者：刘凌云刘浩赵晶王艳霞王棚涛河南大学生命科学学院/棉花生物学国家重点实验室/植物逆境生物学重点实验室河南开封475004

叶绿素荧光动力学技术在测定叶片光合作用中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用。本研究借助叶绿素荧光成像仪,从拟南芥EMS诱变突变体库中筛选到一株低叶绿素荧光突变体lcf3-1(lower chlorophyll fluorescence 3... 详细信息

叶绿素荧光动力学技术在测定叶片光合作用中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用。本研究借助叶绿素荧光成像仪,从拟南芥EMS诱变突变体库中筛选到一株低叶绿素荧光突变体lcf3-1(lower chlorophyll fluorescence 3-1)。遗传分析表明lcf3-1突变体为单基因隐性突变。突变基因图位克隆结果显示LCF3是Psb W的等位基因。另外,LCF3基因的T-DNA插入突变体及功能回补转基因植物的叶绿素荧光分析结果均证明LCF3基因突变导致拟南芥叶绿素荧光F_v/F_m值降低。进一步实验结果显示,LCF3蛋白定位于叶绿体,且LCF3基因在植株中普遍表达。PsbW蛋白可能细微调整PSII-LHCII超复合体的组装及稳定。

关键词：拟南芥叶绿素荧光光合作用图位克隆

拟南芥下胚轴向光弯曲P2SA2基因的克隆与功能鉴定

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作物学报 2015年第4期41卷 585-592页

作者：赵青平赵翔慕世超肖慧丽张骁河南大学生命科学学院/棉花生物学国家重点实验室/植物逆境生物学重点实验室河南开封475004

向光素PHOT1介导较宽范围蓝光诱导的下胚轴向光弯曲,而向光素PHOT2仅在强蓝光下起作用。强蓝光下,PHOT1和PHOT2介导拟南芥下胚轴向光弯曲的功能冗余性,限制了人们对PHOT2功能的研究。为此,以拟南芥phot1突变体为材料,避开PHOT1基因的干... 详细信息

向光素PHOT1介导较宽范围蓝光诱导的下胚轴向光弯曲,而向光素PHOT2仅在强蓝光下起作用。强蓝光下,PHOT1和PHOT2介导拟南芥下胚轴向光弯曲的功能冗余性,限制了人们对PHOT2功能的研究。为此,以拟南芥phot1突变体为材料,避开PHOT1基因的干扰,通过EMS诱变筛选拟南芥下胚轴向光不弯曲突变体,成功克隆到1个基因,命名为P2SA2(phototropin 2 signaling associated 2),该基因被证明是NPH3的等位基因。P2SA2基因的突变可导致拟南芥缺失强蓝光诱导的下胚轴向光弯曲反应。在p2sa2突变体背景下,P2SA2基因超表达可恢复强蓝光诱导的拟南芥下胚轴向光弯曲。该结果将为强蓝光下PHOT2下游基因的筛选、功能鉴定和揭开PHOT2调节强蓝光诱导的下胚轴弯曲的机制提供理论基础。

关键词：拟南芥下胚轴向光弯曲蓝光图位克隆

H_2O_2作为根源信号介导盐胁迫诱导的蚕豆气孔关闭反应

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植物生理学报 2012年第3期48卷 265-271页

作者：安国勇李保珠武桂丽宋纯鹏棉花生物学国家重点实验室河南省植物逆境生物学重点实验室河南大学生命科学学院河南开封475004

H2O2作为信号分子可被多种胁迫诱导产生并在细胞内积累,进而参与调节植物的抗逆反应。文章通过远红外热成像观察等实验发现,根部NaCl胁迫可诱导蚕豆气孔关闭,叶片温度上升,叶片内Na+和H2O2含量增加,蒸腾流汁液中H2O2浓度升高。另外,NaC... 详细信息

H2O2作为信号分子可被多种胁迫诱导产生并在细胞内积累,进而参与调节植物的抗逆反应。文章通过远红外热成像观察等实验发现,根部NaCl胁迫可诱导蚕豆气孔关闭,叶片温度上升,叶片内Na+和H2O2含量增加,蒸腾流汁液中H2O2浓度升高。另外,NaCl可直接诱导离体蚕豆根产生H2O2,却不能影响表皮条内H2O2含量。NaCl胁迫条件下产生的蒸腾流汁液可直接诱导表皮条气孔关闭,该过程可被抗氧化剂抗坏血酸(AsA)所逆转。这些结果表明,H2O2作为盐胁迫的根源信号,可能通过维管系统运输参与调节蚕豆气孔的关闭反应。

关键词：盐胁迫过氧化氢气孔关闭根源信号

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编者寄语

植物生理学报 2022年第1期58卷 1-2页

作者：徐小冬河南大学生命科学学院/省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室中国细胞生物学学会生物节律分会

2021年是生物钟领域首个单基因突变体在PNAS发表的50周年,这篇里程碑式的文章首次将神秘的近日现象与单基因调控联系起来,文章的两位作者,加州理工大学的Ronald Konopka和Seymour Benzer,吹响了生物钟研究的集结号, 50年后该领域已经是... 详细信息

2021年是生物钟领域首个单基因突变体在PNAS发表的50周年,这篇里程碑式的文章首次将神秘的近日现象与单基因调控联系起来,文章的两位作者,加州理工大学的Ronald Konopka和Seymour Benzer,吹响了生物钟研究的集结号, 50年后该领域已经是桃李芬芳、硕果累累。

关键词：单基因突变生物钟加州理工大学编者寄语桃李芬芳基因调控硕果累累

甘蓝型油菜BnNAC转录因子鉴定与非生物胁迫响应分析

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中国油料作物学报 2020年第4期42卷 545-553页

作者：王勇锋杨翠玲冷秋丽陈浩陈玉平王道杰作物逆境适应与改良国家重点实验室河南大学生命科学学院河南开封475004

为了明确油菜NAC家族转录因子在非生物胁迫响应中的功能,通过油菜全基因组鉴定获得了379个BnNAC转录因子家族成员,系统进化分析将其分为17个亚族。启动子作用元件分析显示BnNAC家族成员广泛参与光响应、干旱胁迫响应、低温胁迫响应、生... 详细信息

为了明确油菜NAC家族转录因子在非生物胁迫响应中的功能,通过油菜全基因组鉴定获得了379个BnNAC转录因子家族成员,系统进化分析将其分为17个亚族。启动子作用元件分析显示BnNAC家族成员广泛参与光响应、干旱胁迫响应、低温胁迫响应、生物钟调控等进程,同时参与ABA、茉莉酸甲酯、赤霉素、生长素、水杨酸等激素信号途径。不同胁迫条件下基因表达分析发现,BnNAC家族基因受温度、盐、渗透等胁迫及ABA诱导调控。过表达BnNAC253基因使拟南芥对盐胁迫、渗透胁迫和ABA处理更为敏感。

关键词：甘蓝型油菜 NAC转录因子逆境胁迫 ABA

拟南芥RPT2与RIP1互作调节下胚轴向光弯曲的功能鉴定

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作物学报 2018年第12期44卷 1802-1808页

作者：赵翔朱自亿王潇楠慕世超张骁河南大学生命科学学院/棉花生物学国家重点实验室/植物逆境生物学重点实验室河南开封475004

拟南芥突变体rpt2-2表型类似于蓝光受体双突变体phot1phot2,缺失强蓝光诱导的下胚轴向光弯曲,不同于双突变体phot1rpt2-2下胚轴向光性正常,表明在RPT2上游存在受PHOT1抑制的旁路调节途径。本文以RPT2为诱饵蛋白进行酵母文库筛选,成功筛... 详细信息

拟南芥突变体rpt2-2表型类似于蓝光受体双突变体phot1phot2,缺失强蓝光诱导的下胚轴向光弯曲,不同于双突变体phot1rpt2-2下胚轴向光性正常,表明在RPT2上游存在受PHOT1抑制的旁路调节途径。本文以RPT2为诱饵蛋白进行酵母文库筛选,成功筛选到包括JAC1和PHOT1在内的6个与RPT2互作的蛋白(RIPs,RPT2InteractingProteins)。酵母互作验证显示,其中有4个蛋白可以与RPT2相互作用。表型分析显示基因RIP1对应的2个突变体rip1-1和rip1-2,发现rip1-1和rip1-2单突变体下胚轴向光弯曲正常,而rpt2-2 rip1-1和rpt2-2 rip1-2双突变体表型类似于phot1 rpt2-2双突变体,恢复拟南芥下胚轴向光弯曲反应,暗示RIP1蛋白可能调节PHOT1介导强蓝光抑制反应,分析鉴定蛋白RIP1的生物学功能将有助于揭示PHOT1介导强蓝光抑制反应的机制。

关键词：拟南芥蓝光向光素 RPT2